Nowe zdjęcie centrum charakterystycznej galaktyki Centaurus A, wykonane za pomocą Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), demonstruje jak nowe obserwatorium pozwala astronomom patrzeć z niebywałą jakością przez pasma pyłu, które przesłaniają centrum galaktyki. ALMA znajduje się obecnie we wczesnej fazie obserwacji naukowych i ciągle jest w trakcie konstrukcji, ale mimo tego już stanowi najpotężniejszy teleskop swojego typu. Obserwatorium ogłosiło właśnie nabór wniosków obserwacyjnych na kolejną fazę obserwacji, w której rozrastający się teleskop będzie miał większe możliwości.

Centaurus A [1] jest masywną eliptyczną radiogalaktyką – galaktyką, która emituje silne fale radiowe – i jest najlepiej widoczną, jak również najbliższą, radiogalaktyką na niebie [2]. Centaurus A była w związku z tym obserwowane za pomocą wielu różnych teleskopów. Jej bardzo jasne centrum zawiera supermasywną czarną dziurę o masie około 100 milionów razy większe niż masa Słońca.

W zakresie widzialnym charakterystyczną cechą galaktyki jest ciemne pasmo, które przesłania centrum (zobacz na przykład eso1221), To pyłowe pyłu zawiera wielkie ilości gazu, pyłu i młodych gwiazd. Te cechy, razem z silną emisją radiową, są dowodami, że Centaurus A jest wynikiem zderzenia pomiędzy wielką galaktyką eliptyczną, a mniejszą galaktyką spiralną, której pozostałości utworzyły pasmo pyłu.

Aby spojrzeć przez przesłaniający pył, astronomowie potrzebują obserwacji na dłuższych falach świetlnych. Nowe zdjęcie galaktyki Centaurus A stanowi połączenie obserwacji w zakresie około jednego milimetra, wykonanych za pomocą ALMA, z obserwacjami w bliskiej podczerwieni. Dzięki temu mamy dobry widok przez pyłu w kierunku jasnego centrum galaktyki.

Nowe obserwacje ALMA, pokazane w kolorach zielonym i żółtym, ukazują pozycje i ruch obłoków gazu w galaktyce. Są to najostrzejsze i najbardziej czułe obserwacje tego typu wykonane do tej pory. ALMA została dostrojona do wykrywania sygnałów na falach o długości około 1,3 milimetra, emitowanych przez cząsteczki gazu tlenku węgla. Ruch gazu w galaktyce powoduje niewielkie zmiany w długości fali, ze względu na efekt Dopplera [3]. Ruch został pokazany na zdjęciu jako zmiany barwy. Barwa zielona pokazuje gaz zbliżający się do nas, a żółta oddalający się. Możemy zobaczyć, że gaz na lewo od centrum zbliża się do nas, a na prawo oddala, co sugeruje, że gaz krąży wokół galaktyki.

Obserwacje ALMA zostały nałożone na zdjęcie w bliskiej podczerwieni, uzyskane za pomocą instrumentu SOFI na Teleskopie Nowej Technologii (NTT), należącym do ESO. Obraz został przetworzony przy wykorzystaniu innowacyjnej techniki, która eliminuje przesłaniający efekt pyłu (eso0944). Widzimy czysty pierścień gwiazd i gromad świecąc w złotym kolorze, pozostałości galaktyki spiralnej zostały rozerwane przez oddziaływanie grawitacyjne olbrzymiej galaktyki eliptycznej.

Nachylenie pomiędzy pierścieniem gwiazd widzianym przez NTT w świetle podczerwonym, a gazem obserwowanym przez ALMA na falach milimetrowych, uwypukla różne aspekty podobnych struktur w galaktyce. Jest to przykład tego, jak obserwacje za pomocą różnych teleskopów mogę uzupełniać nowe obserwacje ALMA.

Budowa ALMA na płaskowyżu Chajnantor w północnym Chile zostanie ukończona w 2013 roku, gdy 66 precyzyjnych anten będzie w pełni sprawnych. Połowa anten została już zainstalowana (zobacz ann12035). Wczesne obserwacje naukowe za pomocą częściowej sieci rozpoczęły się w 2011 roku (zobacz eso1137) i już skutkują znaczącymi wynikami (zobacz na przykład eso1216). Zaprezentowane tutaj obserwacje galaktyki Centaurs A za pomocą ALMA zostały wykonane jako część fazy Rozruchu i Weryfikacji Naukowej teleskopu.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) jest międzynarodowym urządzeniem astronomicznym, które powstaje w partnerstwie pomiędzy Europą, Ameryką Północną i Azją Wschodnia, we współpracy z Chile. ALMA jest finansowana w Europie przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), w Ameryce Północnej przez U.S. National Science Foundation (NSF), we współpracy z National Research Council of Canada (NRC) oraz National Science Council of Taiwan (NSC), a w Azji Wschodniej przez National Institutes of Natural Sciences (NINS), we współpracy z Academia Sinica na Tajwanie. Konstrukcja i operowanie ALMA w imieniu Europy jest kierowane przez ESO, w imieniu Ameryki Północnej przez National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zarządzane przez Associated Universities, Inc. (AUI), a w imieniu Azji Wschodniej przez National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) umożliwia wspólne kierowanie i zarządzanie konstrukcją, testowaniem i operowaniem ALMA.

Uwagi

[1] Galaktyka nosi nazwę Centaurus A, ponieważ była pierwszym dużym źródłem fal radiowych odkrytym w konstelacji Centaura w latach 50. ubiegłego wieku. Oznaczana jest także jako NGC 5128. Galaktykę odkrył brytyjski astronom James Dunlop 4 sierpnia 1826 roku.

[2] Centaurus A znajduje się około 12 milionów lat świetlnych od nas w kierunku południowego gwiazdozbioru Centaura.

[3] Efekt Dopplera polega na zmianie długości fali dla obserwatora poruszającego się względem źródła fali. Cząsteczki w obłokach gazowych w przestrzeni kosmicznej emitują światło o znanych długościach fali, a ruch tych obłoków powoduje niewielkie zmiany w długościach obserwowanych.

Autor

Krzysztof Czart